MỤC LỤC
MỤC LỤC..........................................................................................................................................................i
LỜI NÓI ĐẦU...................................................................................................................................................1
Chương 1.ĐẶC ĐIỂM KẾT CẤU HỆ THỐNG PHANH CỦA Ô TÔ KAMAZ 6520.........................................2
1.1. Thông tin kĩ thuật ô tô Kamaz 6520...........................................................................................................2
1.2. Khái quát hệ thống phanh khí nén xe Kamaz 6520...................................................................................5
1.2.1. Sơ đồ tổng quát hệ thống phanh khí nén xe Kamaz 6520.....................................................................5
1.2.2. Cấu tạo, nguyên lý hoạt động của các cụm trong hệ thống....................................................................7
1.2.2.1. Nguồn cấp khí nén...............................................................................................................................7
1.2.2.2. Bộ phận điều khiển..............................................................................................................................11
1.2.2.3. Bầu phanh bánh xe.............................................................................................................................14
1.2.2.4. Cơ cấu phanh.....................................................................................................................................17
Chương 2. KHẢO SÁT CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN HIỆU QUẢ PHANH Ô TÔ KAMAZ 6520...........20
2.1. Tính toán....................................................................................................................................................21
2.1.1. Moment phanh theo điều kiện bám........................................................................................................21
2.1.1.1. Số liệu đã biết......................................................................................................................................21
2.1.1.2. Xác định tọa độ trọng tâm a, b............................................................................................................21
2.1.1.3. Xác định mô men phanh yêu cầu........................................................................................................23
2.1.2. Xác định mô men phanh mà cơ cấu phanh sinh ra................................................................................25
2.1.3. Tính toán hiệu quả phanh.......................................................................................................................31
2.1.3.1. Gia tốc chậm dần khi phanh................................................................................................................32
2.1.3.2. Thời gian phanh...................................................................................................................................32
2.1.3.3. Quãng đường phanh...........................................................................................................................33
2.2. Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả phanh ô tô Kamaz 6520...................................................34
2.2.1. Cơ sở lý thuyết.......................................................................................................................................34
2.2.2. Ảnh hưởng của thông số về hệ thống phanh.........................................................................................37
2.2.3. Ảnh hưởng thông số về điều kiện đường...............................................................................................38
2.2.4. Ảnh hưởng thông số về điều kiện sử dụng.............................................................................................42
Chương 3. KHAI THÁC SỬ DỤNG HỆ THỐNG PHANH Ô TÔ KAMAZ 6520...............................................45
3.1. Một số tiêu chuẩn trong kiểm tra hiệu quả phanh......................................................................................45
3.2. Bảo dưỡng kỹ thuật....................................................................................................................................46
3.2.1. Bảo dưỡng kỹ thuật thường xuyên.........................................................................................................46
3.2.2. Bảo dưỡng cấp 1.....................................................................................................................................47
3.2.3. Bảo dưỡng cấp 2.....................................................................................................................................48
3.3. Hư hỏng trong hệ thống phanh...................................................................................................................54
3.3.1. Cơ cấu phanh..........................................................................................................................................54
3.3.2. Dẫn động điều khiển................................................................................................................................56
3.3.3. Các thông số chẩn đoán cơ bản..............................................................................................................58
3.3.4. Những hỏng hóc thường gặp và cách khắc phục....................................................................................58
3.4. Xác định hiệu quả phanh.............................................................................................................................63
3.4.1. Đo quãng đường phanh SP trên đường...................................................................................................63
3.4.2. Chẩn đoán cơ cấu phanh.........................................................................................................................66
3.4.3. Chẩn đoán dẫn động phanh.....................................................................................................................68
KẾT LUẬN.........................................................................................................................................................71
TÀI LIỆU THAM KHẢO.....................................................................................................................................72
LỜI NÓI ĐẦU
Ngày nay, công nghiệp ô tô ngày càng phát triển vượt bậc. Ô tô đã dần trở thành phương tiện vận chuyển con người và hàng hóa quan trọng cho các ngành kinh tế quốc dân.
Nhưng cùng với sự phát triển đó, tai nạn giao thông ngày càng gia tăng. Đối với ô tô, nguyên nhân xảy ra tai nạn do hệ thống phanh chiếm tỷ lệ lớn nhất trong các tai nạn do kỹ thuật gây nên. Đối với ô tô, hệ thống phanh là một trong những hệ thống quan trọng nhất, nó đảm bảo cho xe chuyển động an toàn ở tốc độ cao, cho phép lái xe điều chỉnh được tốc độ chuyển động hoặc dừng xe trong tình huống nguy hiểm, nhờ vậy mà nâng cao vận tốc trung bình của xe cũng như nâng cao được năng suất vận chuyển và an toàn cho người, hàng hoá trong quá trình xe vận hành.
Trong Quân đội ta đang sử dụng nhiều loại xe vận tải, phần lớn là các xe của Liên Xô trước đây. Nhiệm vụ chính của các xe này là phục vụ công tác vận chuyển vũ khí, trang thiết bị của quân đội. Trong đó xe Kamaz 6520 là xe tải đa công dụng để chuyên chở các loại trang bị, vật liệu, thiết bị quân sự hoặc vật tư kỹ thuật.
Việc khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả phanh ô tô Kamaz 6520 góp phần làm rõ các quy luật tác động của từng yếu tố độc lập đến hiệu quả quá trình phanh xe, từ đó khẳng định các cơ sở khoa học về những chỉ dẫn và chú ý trong quá trình sử dụng xe nhằm nâng cao chất lượng và độ an toàn chuyển động của xe. Tôi được giao đề tài “Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng hiệu quả phanh ô tô Kamaz 6520” làm đồ án tốt nghiệp.
Trong quá trình thực hiện đồ án tốt nghiệp cùng với sự cố gắng của bản thân và sự hướng dẫn, chỉ bảo tận tình của thầy giáo : Ths................... tôi đã thực hiện xong đồ án tốt nghiệp này. Tuy nhiên do trình độ thực tế còn chưa vững nên đồ án cũng không khỏi có những chỗ còn thiếu sót. Vì vậy, tôi rất mong được sự chỉ bảo của các thầy giáo và sự đóng góp của các đồng chí để bản thân tôi tiếp tục hoàn thiện phục vụ cho quá trình công tác ở đơn vị sau này.
Tôi xin chân thành cảm ơn!
Chương 1
ĐẶC ĐIỂM KẾT CẤU HỆ THỐNG PHANH CỦA Ô TÔ KAMAZ 6520
1.1. Thông tin kĩ thuật ô tô Kamaz 6520
Ô tô Kamaz 6520 là ô tô vận tải được sử dụng trong quân đội Việt Nam, dùng để chuyên chở hàng hoá, vật liệu.
Hình dáng ngoài và một số kích thước cơ bản của ô tô Kamaz 6520 được thể hiện trên Hình 1.1 và Hình 1.2.
Ô tô Kamaz 6520 có công thức bánh xe 6x4, với 2 cầu sau là cầu chủ động, tổng trọng tải 33 (tấn), là chiếc xe ben tự đổ không thể thiếu trong quá trình vận chuyển, sang lấp, di dời, chở đất đá các loại ... Để xây dựng những hệ thống lớn, những công trình cao tầng như trên thì xe ben kamaz nắm vai trò chủ đạo.
Xe có tải trọng cho phép chở hàng cao: 19 (tấn). Thiết kế nội thất và ngoại thất chắc chắn, ổn định, gọn, dễ nhìn. Về chất lượng: Xe Ben Kamaz 6520 chất lượng châu Âu nhập nguyên chiếc từ Nga.
Một số thông số kỹ thuật cơ bản của xe Kamaz 6520 được chỉ rõ trên Bảng 1.
1.2. Khái quát hệ thống phanh khí nén xe Kamaz 6520
Sơ đồ tổng quát hệ thống phanh khí nén trên xe Kamaz 6520 như hình 1.3.
1.2.1. Sơ đồ tổng quát hệ thống phanh khí nén xe Kamaz 6520
Trên hình vẽ thể hiện sơ đồ nguyên lí của hệ thống dẫn động phanh bằng khí nén của ô tô tải có 3 cầu. Hệ thống gồm có nguồn cung cấp khí nén, dẫn động phanh chính với 2 dòng độc lập, dẫn động phanh dừng và phanh dự phòng.
Khí nén được cung cấp bởi máy nén khí 1, đi qua van điều áp 2, qua bộ lọc tách nước 3, van an toàn kép 13 tới các bình chứa khí. Van an toàn kép 13 đảm bảo cho hai bình chứa khí hoạt động hoàn toàn độc lập với nhau tạo thành 2 nguồn cung cấp khí độc lập cho 2 dòng dẫn động phanh. Van bảo vệ 12 có nhiệm vụ ngắt bình chứa khí 6 không cho thông với hệ thống nếu có sự cố lọt khí trên đường dẫn động phanh dừng và phanh dự phòng.
1.2.2. Cấu tạo, nguyên lý hoạt động của các cụm trong hệ thống
1.2.2.1. Nguồn cấp khí nén
a. Máy nén khí và bộ phận tự động điều chỉnh áp suất:
- Máy nén khí
Máy nén khí lắp trên xe Kamaz 6520 là loại máy nén khí kiểu pít tông có hai xy lanh nén một cấp, pít tông được chế tạo bằng hợp kim nhôm và được lắp ghép với chốt pít tông, lắp ghép dạng bơi, trên pít tông có ba vòng găng, trong đó có hai vòng găng khí, một vòng găng dầu.
Thân và nắp máy nén khí được làm mát bằng nước, nước được dẫn động từ hệ thống làm mát của động cơ. Dầu bôi trơn các bề mặt làm việc của các chi tiết máy nén khí đi theo đường ống từ rãnh dẫn của động cơ tới nắp sau máy nén khí. Theo rãnh của trục khuỷu, chốt pít tông, thành xy lanh được bôi trơn bằng áp suất vung té.
- Bộ tự động điều chỉnh áp suất
Bộ phận tự động điều chỉnh áp suất được bố trí cạnh máy nén cùng với cơ cấu giảm áp thực hiện nhiệm vụ duy trì áp suất khí nén ở một giá trị nhất định.
Đường khí vào 25 nối với bình chứa khí, cửa trên nối với cơ cấu giảm áp. Khi áp suất trong bình chứa khí lớn hơn giá trị định mức, lực tác dụng lên van bi 24 lớn hơn lực lò xo trên, van bi 24 mở đưa khí tới cơ cấu giảm áp đồng thời van bi 23 đóng cửa khí ra ngoài môi trường. Dưới tác dụng của áp suất khí nén cơ cấu giảm áp mở thông cửa nạp và cửa xạ của máy nén (máy nén khí lúc này làm việc không tải).
b. Bộ lọc hơi và làm khô:
Máy nén khí hút không khí từ ngoài vào có lẫn cả hơi ẩm, hơi ẩm có thể tạo cạn hay ăn mòn các chi tiết kim loại, ngoài ra trong khí nén còn chứa dầu lẫn vào khi qua máy nén. Bộ lọc có tác dụng loại bỏ hơi ẩm và dầu ra khỏi khí nén.
Khí có hơi nước đi vào qua đường C qua tấm lọc bụi 6, tấm hút dầu 8, chất hút ẩm 7 và bị thổi qua lỗ giclơ lên khoang P cấp không khí khô cho bình chứa qua đường A.
1.2.2.2. Bộ phận điều khiển
- Cụm bàn đạp:
Bàn đạp phanh 22 có cơ cấu hoạt động kiểu đòn bẩy với điểm tựa O nằm trên nắp van phanh 17. Điểm thấp nhất của bàn đạp bị hạn chế bởi vít điều chỉnh 18, đầu kia là chốt quay 20. Vít 18 tỳ vào nắp 17 để hạn chế hành trình của chốt quay khi nhả phanh, đồng thời là cơ cấu điều chỉnh hành trình tự do của bàn đạp.
Con lăn 20 quay quanh điểm tựa O và dịch chuyển theo chiều quay của bàn đạp khi phanh, ép cốc 19, đẩy pittong trên 15, pittong dưới 4 làm thay đổi vị trí các cụm van trên, dưới của van phân phối.
- Cụm van điều khiển dòng phanh sau:
Nhiệm vụ chính là đóng mở dòng phanh dẫn ra cầu sau. Cụm van này bao gồm: nắp van phanh 17 và các chi tiết nằm trong than van trên 16. Pittong trên 15 được giữ và dịch chuyển trong thân van 16 bởi các lò xo hồi vị 2, lò xo ép 14. Mặt dưới của pittong 15là đế van trong của cụm van.
- Cụm van điều khiển dòng phanh trước:
Cụm van điều khiển dòng phanh trước bao gồm: pittong 4 nằm dưới thân van trên 16và các chi tiết nằm trong than van dưới 6. Pittong 4 có lõi là ống trụ rỗng làm nhiệm vụ xả khí ra khí quyển. Pittong được ép lên trên nhờ lò xo hồi vị 10. Mặt dưới của pittong 4 là đế van trong của cụm van dưới. Đế van trong dịch chuyển cùng với pittong 4. Dưới tác dụng của lò xo 5, van 9 ép vào đế van ngoài.
1.2.2.3. Bầu phanh bánh xe
a. Bầu phanh đơn:
Cấu tạo của bầu phanh đơn dạng màng gồm: hai nửa vỏ của bầu phanh 1,7. Màng cao su 5 bố trí giữa hai nửa vỏ, chia bầu phanh thành hai khoang. Khoang trên có cửa P dẫn khí nén từ van phân phối đến, khoang dưới có lỗ thông R với khí quyển. Lò xo hồi vị 2 có tác dụng đẩy màng 5 về vị trí ban đầu khi không phanh.
- Nguyên lý làm việc:
Khi không phanh, dưới tác dụng của lò xo hồi vị 16, màng 19 ở vị trí tận cùng phía trên. Khi phanh, khí nén có áp suất cao được dẫn tới khoang trên của bầu phanh qua lỗ A, đẩy màng 19 và đòn đẩy 20 dịch chuyển về xuống dưới, thực hiện sự xoay cam quay trong cơ cấu phanh. Khi nhả phanh, dưới tác dụng của lò xo hồi vị 16 đẩy màng 19, kéo đòn 20 trở về vị trí ban đầu.
b. Bầu phanh tích năng:
Cấu tạo của bầu phanh và các trạng thái làm việc thể hiện trên hình 1.9:
Bầu phanh tích năng gồm: hai bầu phanh được ghép nối tiếp nhau, một bầu phanh chính và một bầu phanh tích năng.
Bầu phanh chính có cấu tạo và nguyên lý làm việc trên cơ sở bầu phanh đơn dạng màng. Trong bầu phanh chính có hai khoang: khoang P thông với khí quyển, khoang S thông với đường cấp và thoát khí nén khi phanh từ van phân phối.
- Nguyên lý làm việc:
Trạng thái ban đầu, khi chưa có khí nén, dưới tác dụng của lò xo tích năng 14, đẩy piston 13, ống đẩy 2, màng 6 và đòn đẩy 7 về bên phải, thực hiện phanh bánh xe. Đây là trạng thái phục vụ việc đỗ xe trên dốc (chức năng phanh tay).
Khi không phanh, máy nén khí đạt áp suất khoảng 0,6 MPa, đường B được cấp khí từ bình chứa khí (hoặc van phanh tay) vào khoang Q. Khí nén đẩy piston tích năng 13, nén lò xo tích năng về bên trái.
Nếu trên ô tô không còn khí nén, lò xo tích năng 14 luôn có xu hướng đẩy ống đẩy 2 và đòn đẩy 7 về trạng thái phanh làm cơ cấu phanh bị phanh cứng. Bầu phanh tích năng có thể thay thế cho chức năng của phanh tay hoặc phanh khẩn cấp, do đó thường được bố trí trên các cầu sau của ô tô tải và rơ mooc.
1.2.2.4. Cơ cấu phanh
- Công dụng:
Tạo ra mô men phanh cần thiết và giữ ổn định về chất lượng trong quá trình sử dụng.
- Kết cấu:
Cơ cấu phanh xe KAMAZ - 6520 là loại cơ cấu phanh loại guốc (loại tang trống), cơ cấu có điểm đặt cố định riêng rẽ về một phía và có các guốc phanh dịch chuyển góc như nhau.
Các phản lực X = X , Y =Y. Do sử dụng cam phanh đối xứng cho nên khi dịch chuyển cam quay về hai phía của hai guốc phanh như nhau.
Trị số mômen Mp = Mp1 + Mp2 không đổi khi xe chuyển động lùi nên hiệu quả phanh khi tiến và lùi như nhau. Do mômen phanh ở 2 guốc bằng nhau nên các tấm ma sát mòn như nhau, không phát sinh các lực phụ tác dụng lên ổ trục bánh xe nên được gọi là cơ cấu phanh cân bằng, chất lượng phanh ổn định. Ngoài xe KAMAZ - 6520 thì trên các xe tải, buýt loại lớn cũng dùng cơ cấu phanh loại này.
- Nguyên lý làm việc:
+ Khi không phanh: Dưới tác dụng của các lò xo hồi vị, các má phanh được giữ chặt không cho bung về phía trống phanh.
+ Khi phanh: Cam quay tạo ra áp lực trên đầu guốc phanh để đẩy guốc phanh áp sát vào trống phanh. Khi các má phanh đã tiếp xúc với trống phanh tạo nên mômen phanh hãm bánh xe lại.
+ Khi thôi phanh: Lò xo hồi vị kéo các guốc phanh trở lại vị trí ban đầu, giữa má phanh và trống phanh có khe hở và quá trình phanh kết thúc.
KẾT LUẬN CHƯƠNG 1
Để nâng cao hiệu quả của hệ thống phanh, cần tăng mômen phanh tại các bánh xe. Nhưng mômen phanh lại bị giới hạn bởi momen bám do đó để có hiệu qua phanh cao nhất ta phải tận dụng tối đa lực bám tại các cầu xe.
Trong quá trình phanh có sự phân bố lại trọng lượng bám tại các cầu. Để tận dụng hết trọng lượng bám tại các cầu mà vẩn đảm bảo khả năng điều khiển (không sảy ra hiện tượng trượt) ta phải có bộ phận tự động thay đổi áp suất phanh tại các cầu theo sự phân bố lại trọng lượng. Để đáp ứng được yêu cầu này ta có hai cách là sử dụng: ABS hay bộ phận điều hòa lực phanh.
Chương 2
KHẢO SÁT CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN HIỆU QUẢ PHANH Ô TÔ KAMAZ 6520
Số liệu đầu vào như bảng 2.a.
2.1. Tính toán
2.1.1. Moment phanh theo điều kiện bám.
2.1.1.1. Số liệu đã biết.
- Tải trọng toàn bộ: Ga = 18920 kg
+ Tải trọng phân bố lên cầu trước: Ga1 = 7400 [kg]
+ Tải trọng phân bố lên cầu sau: Ga2 = 11520 [kg]
- Tọa độ trọng tâm theo chiều cao: Chọn gần đúng hg = 1400 [mm].
- Bán kính làm việc của bánh xe: rbx= lbro
=> rbx = 0,94.558,8 = 525,272[mm] = 0,525 [m]
2.1.1.2. Xác định tọa độ trọng tâm a, b.
* Trường hợp ô tô đầy tải:
Tọa độ trọng tâm của xe a, b, hg1
L: chiều dài cơ sở của xe:
Ga : trọng lượng toàn bộ của xe.
Ga1, Ga2 : trọng lượng phân bố lên cầu trước và cầu sau của xe.
Gọi thứ tự các cầu tính từ phía đầu xe trở lùi là cầu 1, cầu 2, cầu 3.
Gọi chung cầu 1 là cầu trước và cầu 2, cầu 3 là cầu sau.
Như vậy ta có:
L0 = 2840 [mm] : là khoảng cách giữa cầu 1 và cầu 2.
DL = 1320 [mm] : là khoảng cách giữa cầu 2 và cầu 3.
L = 3500 [mm] là chiều dài cơ sở của xe.
- Tọa độ trọng tâm theo chiều dọc: a, b
Theo sơ đồ trên (hình 2.1) ta qui ước chiều dương ngược chiều kim đồng hồ. Lấy mômen tại O1 ta có : a = 2131[mm]
Theo sơ đồ hình 2.1. ta có :
a + b = L (2.2)
=> b = L – a = 3500- 2131 = 1369 [mm]
Vậy ta đã tính được tọa độ trọng tâm với trường hợp xe đầy tải là:
a = 2,131[m] ; b = 1,369 [m] ; hg1 = 1,4 [m]
2.1.1.3. Xác định mô men phanh yêu cầu.
Ở đây xét trường hợp ô tô đầy tải:
Khi phanh, bỏ qua lực cản gió Pw và lực cản lăn Pf1, Pf2 vì khi phanh vận tốc giảm dần rất nhanh, nếu như phanh đến vận tốc v = 0 thì lực Pf1+ Pf2 rất nhỏ so với PP1+PP2.
- Lực phanh sinh ra ở cầu trước:
Pp1 = j.Z1 [N] (2.6)
- Lực phanh sinh ra ở cầu sau:
Pp2 = j.Z2 [N] (2.7)
=> Pp1 = 44443 [N]
Từ (2.7) và (2.5) ta có lực phanh cần sinh ra ở một bánh của cầu sau là:
=> Pp2= 58860 [N]
Vậy mômen cần sinh ra ở các cơ cấu phanh.
+ Mô men phanh cần sinh ra ở 1 cơ cấu phanh trước:
Mp1 = Pp1.rbx (2.10)
Trong đó : rbx =0,525 [m]: bán kính làm việc của bánh xe
=> Mp1 = 44443.0,525 = 23332,6 [Nm]
+ Mô men cần sinh ra ở cơ 1 cấu phanh sau:
Mp2 = Pp2.rbx = 58860.0,525 = 25901,5 [Nm] (2.11)
2.1.2. Xác định mô men phanh mà cơ cấu phanh sinh ra.
* Các số liệu cơ bản.
- Cơ cấu phanh trước:
dt : đường kính bề mặt ma sát của trống phanh; dt= 480 [mm]
b : bề rộng má phanh; b = 140 [mm]
b : góc ôm má phanh; b = 1140
a0, a1 : góc đặt tấm ma sát; a0 = 330 ; a1 = 1470
Các kích thước :
h’ = 140[mm]; h” = 160 [mm];
h = h’ + h” = 140+160 = 300 [mm]
D1 = 185 [mm]:đường kính làm việc của màng bầu phanh trước
- Cơ cấu phanh sau:
dt : đường kính trống phanh; dt= 414 [mm]
b : bề rộng má phanh; b = 175 [mm]
b : góc ôm má phanh; b = 1160
a0, a1 : góc đặt tấm ma sát; a0 = 330 ; a1 = 1450
s : khoảng cách từ chốt lệch tâm đến tâm trục bánh xe; s = 182 [mm]
dk : đường kính vòng tròn cơ sở của cam; dk = 38 [mm]
Xét cân bằng guốc phanh với các giả thuyết sau:
- Hệ số ma sát m giữa trống và má phanh không phụ thuộc vào chế độ phanh.
- Áp suất phân bố điều theo chiều rộng má phanh.
- Quy luật phân bố áp suất theo chiều dài má phanh không phụ thuộc vào giá trị lực ép tác dụng lên guốc và có dạng tổng quát :
q = qmax.y(a)
Đối với cơ cấu phanh đang khảo sát và tính toán, guốc phanh chỉ có một bậc tự do nên xét trường hợp áp suất trên má phanh phân bố theo quy luật đường sin:
q= qmax.sina. (2.12)
Vì cơ cấu phanh yêu cầu có độ cứng vững cao, là loại phanh guốc một bậc tự do nên : y(a) = sina và áp suất qmax tác dụng ở điểm có a =900
Ở đây, cơ cấu ép bằng cam nên ta có: Mp1 = Mp2; A1 = A2 = A và B1 = B2 = B.
Ở đây: p: áp suất trong bầu phanh; p = (0,55 0,7) [MN /m2]. Chọn sơ bộ p = 0,7 (MN/m2) = 0,70.106 [N/m2]
Thay các giá trị trên vào (2.20) ta có: Pd1 = 18807 [N]
Thay Pd1 vào (2.18) và (2.19) ta có:
- Lực ép tác dụng lên guốc tự siết:
lk : chiều dài đòn dẫn động; lk = 140 [mm]
dk : đường kính vòng tròn cơ sở của cam quay; dk = 38[mm]
m : hệ số ma sát giữa má phanh và trống phanh, m = 0,32 ÷ 0,38, chọn m = 0,35
=> P1 = 56073 (N)
- Lực ép tác dụng lên guốc tự tách:
Thay số ta được: P2 = 82499(N)
- Mô men phanh do một cơ cấu phanh ở cầu trước sinh ra là:
Mp1t = MPå = (với h1 = h2 = h = 360 [mm])
MP1t = 26138 [N.m]
2.1.3. Tính toán hiệu quả phanh.
Để đánh giá hiệu quả của quá trình phanh có thể dùng các chỉ tiêu sau: quãng đường phanh, gia tốc chậm dần, thời gian phanh, lực phanh. Tất cả mang tính lý thuyết còn trong thực tế phải kể đến thời gian phản ứng của người lái xe, thời gian chậm tác dụng của dẫn động phanh,… Vì vậy để xác định quãng đường phanh thực tế người ta xây dựng giản đồ phanh. Hình 2.6.
t1 : là thời gian phản xạ của người lái quyết định đạp phanh, thời gian này phụ thuộc vào trình độ người lái, t1 = (0,3 ÷ 0,8) [s], chọn t1 = 0,5 [s]
t2 : là thời gian chậm tác dụng của dẫn động phanh, tức là từ lúc người lái tác dụng vào bàn đạp cho đến khi má phanh ép sát vào trống phanh, đối với phanh khí nén t2 = 0,3[s]
t3 : là thời gian tăng lực phanh hoặc tăng gia tốc chậm dần, t3 = (0,5÷1) [s], ta chọn t3 = 0,6 [s].
2.1.3.1. Gia tốc chậm dần khi phanh.
Gia tốc chậm dần khi phanh là một trong những chỉ tiêu quan trọng để đánh giá chất lượng phanh ô tô.
Thay các số liệu vào (2.22) ta được: jpmax = 0,7.9,81 = 6.867 [ m2 ]
2.1.3.2. Thời gian phanh.
Như vậy quá trình phanh kể từ khi người lái nhận được tín hiệu cho đến khi ô tô dừng hẳn kéo dài trong thời gian t như sau :
tp = t1 + t2 + t3 + t4 = 0,5 + 0,3 + 0,6 + 1,3 = 2,7 [s]
2.1.3.3. Quãng đường phanh.
Quãng đường phanh là chỉ tiêu quan trọng nhất để đánh giá chất lượng phanh của ô tô. Cũng vì vậy mà trong tính năng kỹ thuật của ô tô, các nhà máy chế tạo thường cho biết quãng đường phanh của ô tô ứng với vận tốc bắt đầu phanh đã định.
Quãng đường phanh ứng với vận tốc từ v1 đến thời điểm ứng với vận tốc cuối quá trình phanh (v2 = 0).
Ta có: 2.φ.g.S2 = v12 – v22
Quãng đường phanh thực tế là:
Sp = S1 + S2
Sp = 9,6 + 5,96 = 15,56 [m]
2.2. Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả phanh ô tô Kamaz 6520
2.2.1. Cơ sở lý thuyết
Từ các giả thiết trên, sơ đồ khảo sát động lực học quá trình phanh xe được đưa ra như trên hình 2.7.
g : gia tốc trọng trường [g= 9,81 m/s2];
v : vận tốc của xe khi phanh [m/s];
t : thời gian phanh [s];
Jp : gia tốc chậm dần khi phanh [m/s2].
Z1, Z2 : phản lực pháp tuyến ở các bánh xe trước và sau với mặt đường (N);
Thực nghiệm đã kiểm chứng cho thấy các lực (Pw, Pη) cản lại chuyển động của ô tô trong quá trình phanh có giá trị rất nhỏ so với lực phanh Pp (lực phanh Pp chiếm khoảng 98% của tổng các lực cản chuyển động của ô tô). Vì vậy trong tính toán ta có thể bỏ qua các lực Pw, Pη trong phương trình (2.30) mà sai số không đáng kể. Như vậy phương trình cân bằng lực tác dụng lên ô tô khi phanh trong trường hợp này gần đúng được viết như sau:
Pj = PP + Pf -Pi (2.31)
Với: PP = PP1 + PP2 : tổng lực phanh ở các bánh xe trước và sau của ô tô;
Thay các phương trình (2.25), (2.26), (2.27) và (2.28) vào phương trình (2.31) sẽ nhận được phương trình vi phân chuyển động của xe ô tô điện sử dụng phanh trên đường khi xuống dốc.
2.2.2. Ảnh hưởng của thông số về hệ thống phanh
* Ảnh hưởng của thời gian tác động phanh :
Điều kiện đầu vào của bài toán tương tự như trường hợp khảo sát ảnh hưởng của hệ số tốc độ tăng lực phanh.
Vận tốc bắt đầu phanh
Khảo sát trên đường nhựa với tình trạng mặt đường là khô tương ứng với hệ số bám và hệ số cản lăn chọn như sau: Đường đất, mặt đường khô: v0 = 40 km/h; j = 0,7 và f = 0,018; α = 0.
Khối lượng toàn bộ xe m = 18920 kg;
Độ dốc mặt đường
Thông số thay đổi là thời gian chậm tác động phanh của phanh ô tô lần lượt là: tc1 = 1 s đến tc1 = 0.
Kết quả khảo sát thu được ghi ở bảng 2.b.
Kết quả khảo sát biểu thị bằng đồ thị trong hình 2.8.
Nhận xét: Khi người lái xe càng chậm tác động phanh thì thời gian phanh, quãng đường phanh và gia tốc phanh càng tăng, còn lực phanh không thay đổi nhiều. Cho nên trong quá trình sử dụng và bảo dưỡng sửa chữa xe, cần điều chỉnh cơ cấu phanh cũng như khe hở má phanh và trống phanh đến giá trị nhỏ nhất cho phép về yêu cầu kỹ thuật nhằm đạt được hiệu quả phanh xe là tốt nhất.
2.2.3. Ảnh hưởng thông số về điều kiện đường
2.2.3.1. Ảnh hưởng của hệ số bám
Vận tốc bắt đầu phanh v0 = 40 km/h; Khảo sát trong trường hợp xe ô tô chuyển động trên đường nhựa ở điều kiện mặt đường khô với hệ số cản lăn là: f = 0,018 và hệ số bám thay đổi: φ = 0,1 - 0,8. Kết quả khảo sát được ghi ở bảng 2.c.
Kết quả khảo sát biểu thị bằng đồ thị trong hình 2.9.
Nhận xét: Kết quả khảo sát đối với đường nhựa cho ta thấy hệ số bám có ảnh hưởng lớn tới hiệu quả phanh (thông qua gia tốc chậm dần cực đại khi phanh), nghĩa là ảnh hưởng tới an toàn chuyển động của xe ô tô khi phanh trên đường xuống dốc. Nên khi sử dụng, người lái xe cần phải chú ý đến bề mặt đường, nếu mặt đường đất khô khi chạy xuống dốc luôn điều khiển cho xe chạy với vận tốc thấp, không được lớn hơn 40 km/h, nếu mặt đường nhựa bị ướt thì người lái xe sử dụng số thấp nhất (số 1 hoặc 2), chạy với tốc độ chậm nhất có thể, giữ vững tay lái và hạn chế sử dụng phanh vì ở điều kiện mặt đường loại này, hiệu lực phanh giảm khá thấp nên dễ gây mất lái và xảy ra tai nạn.
2.2.3.2. Ảnh hưởng của độ dốc mặt đường
* Điều kiện ban đầu của bài toán:
+ Vận tốc bắt đầu phanh v0 = 40 km/h;
+ Khối lượng toàn bộ xe m = 18920 kg;
+ Khảo sát trên đường nhựa ở cấp độ dốc khác nhau với tình trạng mặt đường là khô và ẩm ướt tương ứng với hệ số bám và hệ số cản lăn chọn như sau: Đường đất, mặt đường khô: j = 0,7 và f = 0,018
Kết quả khảo sát biểu thị bằng đồ thị trong hình 2.10.
+ Vận tốc bắt đầu phanh v0 = 60 km/h;
Kết quả khảo sát ảnh hưởng của độ dốc mặt đường đến hiệu quả phanh của ô tô trên đường nhựa thu được ghi ở bảng 2.e.
2.2.4. Ảnh hưởng thông số về điều kiện sử dụng
* Ảnh hưởng của vận tốc ban đầu đến các chỉ tiêu của hiệu quả phanh
Điều kiện đầu của bài toán: Khối lượng toàn bộ xe m = 18920 kG; Độ dốc mặt đường α = 0. Hệ số bám, hệ số cản lăn chọn theo kết quả thực nghiệm: Đường nhựa, mặt đường khô: j = 0,7; f = 0,018.
Thay đổi vận tốc bắt đầu phanh từ 25 đến 50 km/h. Kết quả khảo sát được tổng hợp đối với đường đất khô và ướt ghi ở bảng 2.g.
Kết quả khảo sát biểu thị bằng đồ thị trong hình 2.12.
Nhận xét:
Vận tốc phanh ban đầu phanh có ảnh hưởng đến các chỉ tiêu của hiệu quả phanh, vận tốc càng lớn thì quãng đường phanh, thời gian phanh càng tăng lên nhanh, riêng gia tốc phanh không đổi mà luôn giữ nguyên giá trị và lực phanh không thay đổi nhiều.
KẾT LUẬN CHƯƠNG 2
Kết quả khảo sát được tổng hợp trong bảng 2.h.
Chương 3
KHAI THÁC SỬ DỤNG HỆ THỐNG PHANH Ô TÔ KAMAZ 6520
3.1. Một số tiêu chuẩn trong kiểm tra hiệu quả phanh
Các quốc gia khác nhau đều có tiêu chuẩn riêng cho phù hợp với mức độ phát triển kinh tế nên các tiêu chuẩn sử dụng đều không giống nhau. Tiêu chuẩn cơ bản trong kiểm tra hiệu quả phanh cho trong bảng 3.a và 3.b của ECE R13 và của QCVN 09:2015/BGTVT Việt Nam trong trường hợp lắp ráp xuất xưởng ô tô:
- Khi phanh xe trên đường quỹ đạo chuyển động của ô tô không lệch quá 8o so với phương chuyển động thẳng và không bị lệch bên 3,50 m.
- Bộ Giao thông vận tải Việt Nam quy định trong “Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng an toàn kỹ thuật và bảo vệ môi trường đối với xe ô tô” - QCVN 09:2015/BGTVT cho trong bảng 3.b.
3.2. Bảo dưỡng kỹ thuật
3.2.1. Bảo dưỡng kỹ thuật thường xuyên
- Xả nước ngưng ra khỏi các bình chứa của hệ thống (sau khi hết ca làm).
- Khi xem xét các ống mềm của hệ thống phanh không được để các ống xoắn và va chạm vào các gờ sắc nhọn của các chi tiết khác. Để khắc phục những chỗ hở trên đầu nối, cần phải thay các đầu hỏng hoặc vòng bịt kín của chúng.
- Kiểm tra độ kín các chỗ nối cơ cấu dẫn động của phanh và hiệu lực của phanh khi cho xe dừng.
3.2.2. Bảo dưỡng cấp 1
- Làm hết nội dung của bảo dưỡng thường xuyên,
- Kiểm tra tình trạng và độ kín các ống dẫn của hệ thống phanh, chốt chẻ ở chốt cần đẩy buồng phanh của cơ cấu dẫn động khí nén;
- Kiểm tra hành trình tự do và hành trình làm việc của bàn đạp phanh. Nếu cần thiết điều chỉnh.
- Bơm mỡ vào để bôi trơn các tay đòn điều chỉnh các cơ cấu phanh cho đến khi nào mỡ mới trồi ra thì thôi.
3.2.3. Bảo dưỡng cấp 2
- Kiểm tra sự làm việc của máy nén khí, mức độ bắt chặt nó vào động cơ và độ căng của dây cu roa. Nếu cần thiết, điều chỉnh độ căng dây cu roa và siết chặt máy nén khí. Kiểm tra tình trạng và độ kín của các ống dẫn và các khí cụ của hệ thống phanh, sự hoạt động của van an toàn.
- Nếu cần thiết khắc phục sự dò không khí hoặc dầu phanh. Kiểm tra cơ cấu dẫn động của khoá phanh và mức độ bắt chặt van với sat xi. Kiểm tra sự hoạt động của xi lanh phanh chính ở ôtô có cơ cấu dẫn động phanh kiểu thuỷ lực. Bắt chặt các bình không khí nén.
- Gạt cơ cấu dẫn động khóa 2 vào vị trí cố định thẳng đứng. Đèn kiểm tra của hệ thống phanh dừng trên bảng đồng hồ đo phải sáng ở chế độ nhấp nháy, áp suất trên van kiểm tra cửa ra E và trong đầu nối 31 kiểu A (cửa P) phải tụt xuống 0
- Sau khi tay gạt khóa 2 ở vị trí cố định thẳng đứng, ấn nút 34 nhả phanh sự cố. Áp suất trong van kiểm tra các cần của các buồng hãm cơ cấu thuộc cần trung gian và cần sau phải trở về vị trí ban đầu.
- Trục của trục vít tay đòn điều chỉnh phải quay được tự do, không bị kẹt. Nếu không, càn phải dung xăng của hốc trong của tay đòn rửa sạch sau đó hong khô và bôi mỡ mới cho tay đong điều chỉnh.
- Trước khi kiểm tra các thông số của các cơ cấu dẫn động khí nén hệ thống phanh, cần phải:
+ Siết chặt các bu lông, bắt chặt máy nén và các êcu bắt chặt đâu các xi lanh máy nén.
+ Xả nước ngưng ra khỏi các bình chứa.
- Khởi động động cơ, tăng áp suất không khí trong hệ thống và ghi nhận các áp kế thời điểm không khí bắt đầu đi ra từ cửa ra của bộ điều chỉnh áp suất và khí quyển (áp suất bật).
- Ấn bàn đạp phanh khoảng vài lần, đồng thời theo dõi theo áp kế sự giảm áp suất trong hệ thông và ghi nhận thời điểm không khí từ cửa ra các bộ điều chỉnh áp suất và ngừng đi ra ngoài khí quyển (áp suất ngắt).
- Giảm áp suất trong các bình chứa sau một lấn phanh, xác định theo áp kế kiểm tra đấu vào chỗ vặn nút trên các bình chứa 18, 22, hoặc theo áp kế của ô tô đã được kiểm tra.
3.3. Hư hỏng trong hệ thống phanh
3.3.1. Cơ cấu phanh
3.3.1.1. Mòn cơ cấu phanh:
Quá trình phanh xảy ra tại các cơ cấu phanh được thực hiện nhờ ma sát giữa phần quay và phần không quay, vì vậy sự mài mòn các chi tiết của má phanh với tang trống hay đĩa phanh là không tránh khỏi. Sự mài mòn này làm tăng kích thước bề mặt làm việc của tang trống, giảm chiều dày má phanh, tức là làm tăng khe hở má phanh với tang trống khi không phanh.
Sự mài mòn tang trống có thể xảy ra theo các dạng: bị cào xước lớn trên bề mặt ma sát của tang trống và làm biến động lớn mô men phanh, gây méo tang trống khi phanh và có thể nứt tang trống do chịu tải trọng quá lớn.
3.3.1.2. Mất ma sát trong cơ cấu phanh :
Các cơ cấu phanh ngày nay thường dùng ma sát khô, vì vậy nếu bề mặt ma sát bị dính dầu, mỡ hay nước thì hệ số ma sát giữa má phanh và tang trống sẽ giảm, tức là giảm mô men phanh sinh ra. Thông thường trong sử dụng do mỡ từ moay ơ, dầu từ xy lanh bánh xe, nước từ bên ngoài xâm nhập vào, bề mặt má phanh tang trống bị chai cứng…
3.3.2. Dẫn động điều khiển
3.3.2.1. Dẫn động phanh thủy lực:
- Khu vực xy lanh phanh chính:
+ Thiếu dầu phanh.
+ Dầu phanh lẫn nước.
+ Rò rỉ dầu phanh ra ngoài, rò rỉ qua các gioăng, phớt bao kín bên trong.
- Đường ống dẫn dầu bằng kim loại hay cao su:
+ Tắc bên trong, bẹp bên ngoài đường ống dẫn,
+ Thủng hay nứt, rò rỉ dầu tại các chỗ nối.
- Khu vực các xy lanh bánh xe:
+ Rò rỉ dầu phanh ra ngoài, rò rỉ qua các gioăng, phớt bao kín bên trong.
+ Xước hay rỗ bề mặt làm việc của xy lanh.
3.3.2.2. Dẫn động phanh khí nén:
Dẫn động phanh khí nén yêu cầu độ kín khít cao do vậy phổ biến nhất là sự rò rỉ khí nén, thường gặp ở tất cả mọi chỗ trên hệ thống.
- Máy nén khí và van điều áp có các hư hỏng thường gặp sau:
+ Mòn buồng nén khí: vòng găng, piston, xy lanh,
+ Mòn hỏng bộ bạc hoặc bi trục khuỷu,
- Đường ống và bình chứa khí nén:
+ Tắc đường ống dẫn,
+ Dầu và nước đọng lại quá nhiều trong bình chứa khí nén.
3.3.4. Những hỏng hóc thường gặp và cách khắc phục
Những hư hỏng thường gặp và cách khắc phục như bảng 3.c.
3.4. Xác định hiệu quả phanh
3.4.1. Đo quãng đường phanh SP trên đường
3.4.1.1. Đo gia tốc chậm dần, thời gian phanh trên đường:
Phương pháp tương tự như trên, nhưng cần có dụng cụ đo gia tốc với độ chính xác 0,1 m/s2 và xác định bằng giá trị gia tốc phanh lớn nhất trên dụng cụ đo. Đo gia tốc chậm dần lớn nhất là phương pháp cho độ chính xác tốt có thể dùng đánh giá chất lượng hệ thống phanh vì dụng cụ đo nhỏ, gọn (gắn trên kính ô tô).
3.4.1.2. Đo lực phanh hoặc mô men phanh trên bệ thử:
Dạng cơ bản của thiết bị đo hiệu quả phanh thông qua việc đo lực phanh ở bánh xe là bệ thử con lăn.
Bệ thử con lăn gồm ba bộ phận chính: bệ đo, tủ điều khiển, đồng hồ chỉ thị.
Quy trình đo được xác định bởi nhà chế tạo thiết bị bao gồm các trình tự sau: Ô tô không tải, sau khi đã được kiểm tra áp suất lốp, cho lăn từ từ trên bệ thử, qua bàn đo trọng lượng, vào giá đỡ tang trống.
- Sai lệch tuyệt đối và tương đối của lực phanh giữa hai bên,
- Lực phanh đơn vị: là lực phanh chia cho trọng lượng của từng bánh xe,
- Tốc độ góc của từng bánh xe theo thời gian,
- Độ trượt của từng bánh xe theo thời gian.
Kết quả tính toán và hiển thị bao gồm:
- Trọng lượng của ô tô đặt trên các bánh xe, sai lệch tuyệt đối và tương đối giữa hai bên,
3.4.2. Chẩn đoán cơ cấu phanh
Cơ cấu phanh được chẩn đoán thông qua các biểu hiện chung khi xác định trên toàn xe. Hiệu quả và chính xác hơn cả là nhờ việc xác định lực phanh hay mô men phanh ở các bánh xe bằng bệ thử.
- Trên các xe tải lớn và trung bình sử dụng phanh tang trống có lỗ kiểm tra khe hở má phanh tang trống để xác định trạng thái.
- Quan sát:
+ Bằng mắt thấy các hiện tượng rò rỉ dầu phanh ở khu vực xi lanh bánh xe.
+ Sự hoạt động cam quay ở hệ thống phanh khí nén:
3.4.2.1. Cơ cấu phanh thủy lực có bộ liên động với phanh tay:
Kích bánh xe, kiểm tra trạng thái bó cứng bánh xe lần lượt qua các trạng thái: phanh bằng phanh chân, phanh bằng phanh tay, khi thôi phanh.
3.4.2.3. Cơ cấu phanh khí nén:
Cơ cấu phanh guốc cam quay có bầu phanh tích năng và tự động điều chỉnh khe hở má phanh tang trống.
Điều chỉnh khe hở phía dưới giữa má phanh và tang trống
- Kích cầu lên, quay bánh xe;
- Tiến hành điều chỉnh: vặn chặt chốt lệch tâm để bánh xe ngừng quay sau đó nới ra từ từ để bánh xe quay được và không chạm sát má phanh là được, tiến hành điều chỉnh chốt lệch tâm của má phanh bên kia cũng tương tự.
3.4.3. Chẩn đoán dẫn động phanh
- Hệ thống phanh khí nén ngoài việc đo đạc các thông số chung ở trên còn cần thiết phải:
+ Xác định sự rò rỉ khí nén trước và sau van phân phối,
+ Tắc đường ống dẫn,
+ Kẹt các van làm mất hiệu quả dẫn khí,
- Các hư hỏng trong máy nén khí là:
+ Mòn buồng nén khí: xéc măng, piston, xi lanh,
+ Mòn, hở van một chiều,
+ Mòn hỏng bộ bạc, hoặc bi trục khuỷu,
- Kiểm tra điều chỉnh các bộ phận của máy nén khí
+ Kiểm tra, điều chỉnh độ căng của dây đai dẫn động máy nén khí,
+ Kiểm tra, điều chỉnh van điều chỉnh áp suất.
KẾT LUẬN CHƯƠNG 3
Hệ thống phanh là một hệ thống đảm bảo an toàn chuyển động cho ô tô. Do đó phải chấp nhận những yêu cầu kiểm tra khắt khe, nhất là đối với ô tô thường xuyên hoạt động ở tốc độ cao. Các yêu cầu như sau:
- Phải đảm bảo nhanh chóng dừng xe khẩn cấp trong bất kì tình huống nào. Khi phanh đột ngột xe phải được dừng sau quãng đường phanh ngắn nhất, tức là có gia tốc phanh cực đại.
- Phải đảm bảo phanh giảm tốc độ ô tô trong mọi điều kiện sử dụng, lực phanh trên bàn đạp phải tỷ lệ với hành trình bàn đạp, có khả năng rà phanh khi cần thiết.
- Tối thiểu trên ô tô phải có hai hệ thống phanh là: phanh chính và phanh dự phòng (phanh chân và phanh tay).
- Các cơ cấu phanh phải thoát nhiệt tốt, không truyền nhiệt ra các khu vực làm ảnh hưởng tới sự làm việc của các cơ cấu xung quanh (lốp xe, moay ơ…), phải dễ dàng điều chỉnh, thay thế các chi tiết hư hỏng.
KẾT LUẬN
Qua một thời gian thực hiện đồ án tại trường, với sự giúp đỡ tận tình của thầy hướng dẫn : Ths ..................... và các thầy giáo trong Khoa Ô tô, cùng với sự giúp đỡ của các đồng chí cùng lớp, tôi đã hoàn thành đồ án “Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả phanh ô tô Kamaz 6520”
Trong đồ án này tôi đã thực hiện các nội dung cơ bản sau:
- Đặc điểm kết cấu hệ thống phanh ô tô Kamaz 6520
- Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng hiệu quả phanh trên xe Kamaz 6520
- Khai thác và sử dụng hệ thống phanh trên xe Kamaz 6520
Sau khi đã hoàn thành nhiệm vụ đồ án tôi đã củng cố lại được kiến thức và nâng cao sự hiểu biết về một số nội dung khai thác thực tế tạo thuận lợi cho bản thân trong công việc sau này tại đơn vị, cũng như làm tiền đề cho việc tìm hiểu sâu hơn kết cấu của các hệ thống phanh khác.
Trong quá trình thực hiện, do thời gian ngắn và trình độ của bản thân còn nhiều hạn chế, đồ án của tôi không tránh khỏi các thiếu sót. Rất mong sự quan tâm chỉ bảo chân tình của các thầy, sự đóng góp của các đồng chí đối với đồ án của tôi.
Xin chân thành cảm ơn.
TP. HCM, ngày … tháng … năm 20…
Học viên thực hiện
………………….
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Vũ Đức Lập và Nguyễn Phúc Hiểu (2002), Lý thuyết ô tô quân sự, NXB QĐND;
2. Vũ Đức Lập, Hướng dẫn thiết kế môn học “Kết cấu tính toán ôtô Quân sự” tập V: HỆ THỐNG PHANH, Học viện kỹ thuật quân sự, 1998.
3. Hướng dẫn sửa chữa và bảo dưỡng kỹ thuật KAMAZ, Bản dịch tiếng Việt, NXB Cà Mau, 2003.
"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"